一种裂解炉裂解气双闸板阀的排油系统的制作方法

1.本实用新型涉及石油化工技术领域，具体是提供一种裂解炉裂解气双闸板阀的排油系统。用于裂解气大阀的防焦蒸汽返回线上。


背景技术：

2.裂解气切换大阀安装在裂解炉出口的裂解气管线上，包括裂解气大阀1和烧焦气大阀6，是连接裂解炉和急冷系统的唯一通道。由于裂解炉运行一个周期后需要切出烧焦，此时，需要对裂解炉大阀进行切换作业，裂解气大阀完全关闭同时烧焦气大阀完全打开才能通进工业风进行烧焦。而裂解气大阀完全关闭并且确保无内漏是关键所在，引通入工业风含大量氧气，虽然与焦块高温燃烧后仍有较高的氧含量，烧焦后期氧组分更加大，防止含氧烧焦气进入后系统引发爆炸是裂解气大阀完全关闭时密封无内漏的关键。同时也要防止后系统介质倒内漏回流与含氧高温烧焦气混合发生燃烧及爆炸危险。
3.为此很多裂解炉裂解气大阀和烧焦大阀都选择双闸板阀，其特点包括：1、耐高温：最高到600℃；2、耐冲刷：耐焦粒的冲刷；3、防结焦：防止焦粒进入阀腔；4、双密封:设有两道密封，保证密封效果；5、吹扫蒸汽:设有吹扫蒸汽，实现辅助密封。
4.裂解气切换大阀因工艺控制重要，同时因介质含高温裂解生成焦油，裂解气大阀切换开关困难一直是乙烯行业的热点问题，因此裂解气切换大阀是各大乙烯装置维护的重点部位。
5.双闸板阀的结构：
6.平行双板阀在阀板架上装配有两个独立的闸板，阀板架精确地在两块导板之间运行，阀板中间部分由两个楔形块和能自由活动的球构成，它会提供给阀板作用于阀座的平行力，以加强密封力。在关阀时，它有两个停止位置，阀板达到阀座位置后，此时，密封面并未紧密贴合，阀杆需要继续向下移动几毫米，利用楔形块和能自由活动的球将阀板撑开、外涨，从而紧固密封面。在开阔时，阀杆带动楔形块和能自由活动的球往上提，阀板向内收缩，松动密封面，避免密封面硬摩擦，达到保护密封面的作用。
7.因为双闸板阀在操作时阀门未全开或未全关状态下油焦容易进入阀箱结焦。给维护工作增加了困难，为此专门设置了防焦蒸汽系统加以保护，蒸汽有吹扫防焦油积累及阀箱密封的双重作用。
8.防焦蒸汽系统使用存在问题：
9.裂解炉裂解气大阀防焦蒸汽返回线设计上为满足压差控制，返回线有限流孔板及形成位差，因此管线积液及限流孔板堵塞等都会造成返回线不通，在返回线不通。裂解气双闸板阀阀箱的焦油也无法及时吹扫走，最后积累成焦堵塞更难吹扫干净从而影响阀门开关。
10.参见图1所示，为裂解气大阀现场管道布置图，防焦蒸汽返回线2设计从裂解气大阀1大阀箱体x底部出来，经过一段2米多垂直向上的管道后通过限流孔板5节流，再经过一段50cm垂直向上的管道后弯接下来进入大阀后的裂解气管道。设计思想是通过垂直向上的
管道后节流形成压差，保证阀箱体x压力高于裂解气管道压力，这样裂解气管道的裂解气就不会泄漏回来阀箱x，特别是阀门关闭时不会发生后系统裂解气倒串泄漏过来的风险。但是垂直向上的管道阻力太大，管道内蒸汽冷凝积液形成水封，防焦蒸汽经箱体本身就存在往密封缝隙漏到裂解气管道里，这样防焦蒸汽在箱体x压力形成的推动力就不足以破坏管线内水封，造成防焦蒸汽返回线不能流通。
11.防焦蒸汽系统吹扫蒸汽在压差控制下返回线不通的情况下进入的吹扫蒸汽量就是阀箱密封面泄漏过去裂解气管道的蒸汽量，压差高时冲刷破坏密封面伤害更大。双闸板阀结构是在全开的状态是靠膨胀环形成密封的，蒸汽通过密封面往裂解气管道的压差大冲刷越厉害，密封面泄漏情况就越来越严重。
12.裂解气阀箱积累的焦油不能及时排干净，在需要对裂解炉大阀进行切换作业，裂解气大阀完全关闭同时烧焦大阀完全打开时，阀箱积累的油会从阀箱密封面泄漏过来到烧焦罐系统，造成对环保污染甚至发生着火爆炸等安全隐患。
13.为此一般设置在双闸板阀阀箱底下有一根排放线，通过定期操作排放线上闸板阀开关把阀箱的积累焦油排出去。但存在以下缺点：
14.1)采取定期排放阀箱积累物不能有效排放干净。
15.一般设计是排放线在末端接桶排放，现场排放操作风险较高，人力耗费较大。有的设计排放线连接到罐压力很低的地下污油罐，因为污油罐相关联系统多，其他系统排放时会造成排放线压力波动大，有可能物料倒串进裂解气大阀阀箱。因污油罐连接较多系统交叉作业风险很大所以不能长期排放。
16.2)采取定期排放易造成堵塞。
17.由于排放介质是焦油，采取定期排放是间歇性流动，在阀箱及管道不流动情况下容易发生堵塞，造成排放线不通。


技术实现要素：

18.针对以上问题，本实用新型提供一种裂解炉裂解气双闸板阀的排油系统，其目的在于保证裂解气双闸板阀阀箱积累物有效排放干净及解决防焦蒸汽返回线容易堵塞的技术问题。
19.本实用新型的技术方案如下：
20.一种裂解炉裂解气双闸板阀的排油系统，包括裂解气大阀、裂解气大阀的防焦蒸汽返回线、排油系统；所述裂解气大阀为双闸板阀；其特征在于，所述的排油系统设置在所述裂解气大阀的阀箱底部引出的所述的防焦蒸汽返回线上；所述的排油系统设置成竖向向下方向的一条排油线，其下端直接连接连通下方裂解气总管；
21.当所述的裂解气大阀的阀门打开时，所述防焦蒸汽返回线同步打开所述排油线；当所述的裂解气大阀的阀门关闭时，同步关闭所述排油线。
22.所述排油线上设置两道阀包括第一道阀、第二道手阀；所述排油线上设置的第一道阀采用电磁阀，并设置联锁信号控制所述电磁阀开关，所述电磁阀与所述裂解气大阀阀门开关信号相对应；在所述裂解气大阀阀门全开信号发出时，触发第一道阀电磁阀打开；在所述裂解气大阀阀门全关信号发出时触发所述第一道阀电磁阀关闭；
23.所述排油线上设置的第二道手阀是闸板阀，所述第一道阀电磁阀打开时手动打开
所述闸板阀；所述第一道阀电磁阀关闭时手动关闭所述闸板阀。
24.所述排油线上还设置单向阀、限流孔板；所述单向阀位于所述排油线的末端，所述限流孔板位于所述第一道阀、第二道手阀之间。
25.所述排油线(3)位于所述裂解气大阀(1)的阀箱下方并与其构成高低位差。
26.所述的排油线设置在所述防焦蒸汽返回线位于所述裂解气大阀阀箱底部引出的位置，即在所述防焦蒸汽返回线最下方的管线上引出。
27.所述最下方的管线首端引出一条排放线连接低压污油罐e，中部引出所述的排油线，末端引出排放导淋f；所述排放线上设置阀门开关。
28.所述排油线上由首端向末端依次连接第一道阀、限流孔板、第二道手阀、单向阀。
29.所述的排油线管道公称直径为dn50～dn75mm。
30.所述的排油线在管道的外壁及电磁阀、限流孔板法兰、闸板阀、单向阀的外壁设有蒸汽伴热管线公称直径dn20mm，所述蒸汽伴热管线与排油线的管道平行贴壁，蒸汽往返两程构成回路加热管线防止凝结堵塞管道。
31.本实用新型的关键点是对排油线改造，增加一套裂解气双闸板阀排油系统，其工艺流程及操作方法如下：
32.1)采取dn50～dn75的排油线往下尽量垂直向下直接进入下方裂解气总管。
33.2)所述的排油线在管壁及阀门阀体设有贴壁蒸汽伴热管线dn20mm，防止凝结堵塞管道；
34.3)裂解气大阀在开的状态时返回线打开排油线，在大阀关闭时关闭排油线，保证裂解气大阀关闭时阀箱蒸汽与裂解气管道有效形成压差，因此设计第一道阀采取电磁阀，设置联锁控制电磁阀开关。与裂解气大阀阀门开关信号相对应，在裂解气大阀阀门全开信号发出时触发排油线第一道阀电磁阀打开，第二道手阀手动打开。在裂解气大阀阀门全关信号发出时改造线第一道阀电磁阀关闭，第二道阀手动关闭。
35.本实用新型的有益效果：1、裂解气大阀在开的状态时，打开改造排油系统排油线阀门；在裂解气大阀关闭时，关闭改造排油系统排油线。改造排油系统排油线排油往下直接进入下方裂解气总管；打开改造排油系统排油线阀门后，裂解气大阀阀箱压力降低会造成吹扫蒸汽控制的压差不足，吹扫蒸汽所起的密封作用降低，但是即使没有密封作用发生内漏的风险都可以得到消除，因为裂解气大阀阀开的状态不存在担心密封不严内漏问题。即使密封压差不能形成，裂解气夹带油焦从密封进入箱体x，而改造排油系统排油线排液是畅通的，位差形成的推力及吹扫蒸汽的作用能及时的把箱体x里的焦油排入下方裂解气总管，减少裂解气大阀大阀箱体x里面焦油积累，同时防焦蒸汽返回线也不会产生积液形成水封
36.2、裂解炉大阀进行切换作业，裂解气大阀完全关闭同时烧焦大阀完全打开后通进工业风进行烧焦。必须确保裂解气大阀完全关闭无内漏。改造方案里面采取了联锁阀门控制，排油线第一道阀采用电磁阀，与裂解气大阀阀门开关信号相对应，在裂解气大阀阀门全关信号发出时改造线第一道阀电磁阀关闭，第二道手阀手动关闭。这样的方案，在关闭排油线后，防焦蒸汽在防焦蒸汽返回线的阻力作用下阀箱与裂解气管道形成密封压差控制，防止了阀箱压力低压裂解气漏进来最后从双闸板阀入口密封泄漏倒流的风险。
37.保证了裂解气双闸板阀阀箱积累物及时有效排放干净及密封效果，并解决了防焦蒸汽返回线容易堵塞的问题。
附图说明
38.图1为现有技术的裂解气大阀的防焦蒸汽流程示意图，
39.图2为现有技术的烧焦气大阀的防焦蒸汽流程示意图，
40.图3为本实用新型裂解气大阀防焦蒸汽返回线上的改造的排油线示意图；
41.附图编号说明
42.裂解气大阀1、裂解气大阀的防焦蒸汽返回线2、防焦蒸汽入口21、防焦蒸汽出口22、焦粒排放口23、排油线3、第一道阀31、第二道手阀32、单向阀 33、裂解气管道4、下方裂解气总管41、限流孔板5、裂解气a、防焦蒸汽b、压力指示c、裂解炉出口d、低压污油罐e、排放导淋f、裂解气大阀阀箱x；
43.烧焦气大阀6、烧焦气大阀的防焦蒸汽返回线7、烧焦气m。
具体实施方式
44.下面结合附图详细描述本实用新型的具体实施方式；
45.参见图3所示，为本实用新型裂解气大阀防焦蒸汽返回线上的改造的排油线示意图；本实用新型的一种裂解炉裂解气双闸板阀的排油系统，包括裂解气大阀1、裂解气大阀的防焦蒸汽返回线2、排油系统；所述裂解气大阀为双闸板阀；所述的排油系统设置在所述裂解气大阀1的阀箱底部引出的所述的防焦蒸汽返回线2上；所述的排油系统设置成竖向向下方向的一条排油线3，其下端直接连接连通下方裂解气总管41；
46.当所述的裂解气大阀1的阀门打开时，所述防焦蒸汽返回线2同步打开所述排油线3；当所述的裂解气大阀1的阀门关闭时，同步关闭所述排油线3。
47.所述排油线3上设置两道阀包括第一道阀31、第二道手阀32；所述排油线3 上设置的第一道阀31采用电磁阀，并设置联锁信号控制所述电磁阀开关，所述电磁阀与所述裂解气大阀1阀门开关信号相对应；在所述裂解气大阀1阀门全开信号发出时，触发第一道阀31电磁阀打开；在所述裂解气大阀1阀门全关信号发出时触发所述第一道阀31电磁阀关闭；
48.所述排油线3上设置的第二道手阀32是闸板阀，所述第一道阀31电磁阀打开时手动打开所述闸板阀；所述第一道阀31电磁阀关闭时手动关闭所述闸板阀。
49.所述排油线3上还设置单向阀33、限流孔板5；所述单向阀33位于所述排油线3的末端，所述限流孔板5位于所述第一道阀31、第二道手阀32之间。
50.所述排油线3位于所述裂解气大阀1的阀箱下方并与其构成高低位差。
51.所述的排油线3设置在所述防焦蒸汽返回线位于所述裂解气大阀阀箱底部引出的位置，即在所述防焦蒸汽返回线最下方的管线上引出。
52.所述最下方的管线首端引出一条排放线连接低压污油罐e排放焦粒焦油，中部引出所述的排油线3，末端引出排放导淋f；所述排放线上设置阀门开关。
53.所述排油线3上由首端向末端依次连接第一道阀31、限流孔板5、第二道手阀32、单向阀33。
54.所述的排油线3管道公称直径为dn50～dn75mm。
55.所述的排油线3在管道的外壁及电磁阀、限流孔板5法兰、闸板阀、单向阀 33的外壁设有蒸汽伴热管线公称直径dn20mm，所述蒸汽伴热管线与排油线3的管道平行贴壁，蒸汽往返两程构成回路加热管线防止凝结堵塞管道。蒸汽管线伴热为已有技术，蒸汽伴热都是
贴壁的，排油线是2寸或者3寸的管线，在这个管线的外表面贴着公称直径dn20mm的小管线通蒸汽，管线与排油线平行布置，管线通入蒸汽有去有回形成回路。外面再用保温材料包裹，然后在外面包铝皮。
56.本实用新型的工作流程简述如下：
57.在裂解炉运行工况时，裂解炉是投入原料高温裂解反应的过程，裂解炉出口d高温裂解气经裂解气大阀1进入裂解气管道4，然后多台炉裂解气汇集进裂解气总管41去下游分离系统。
58.在裂解炉烧焦工况时，裂解炉是通入工业风高温烧焦的过程，裂解炉出口d 高温烧焦气m经烧焦气大阀6进入烧焦罐排大气，参见图2所示。
59.图3仅标示裂解气大阀1的阀箱、防焦蒸汽b进入线及防焦蒸汽返回线2，及防焦蒸汽返回线上排低压污油罐e和排放导淋f，防焦蒸汽返回线2的返回注入点在裂解气大阀后面位置的裂解气管道上，且均为已有技术连接。烧焦大阀的阀箱、防焦蒸汽进入线及防焦蒸汽返回线，及防焦蒸汽返回线上排低压污油罐和排放导淋是与此连接方式是一致的，图中不作标示，不同点是防焦蒸汽返回注入点在烧焦气大阀6前裂解气管道上，且也均为已有技术连接。
60.图中排油线3为改造增加的裂解气大阀排油系统部分。流程设计第一道阀 31采取电磁阀，设置联锁控制电磁阀开关。与裂解气大阀1阀门开关信号相对应，在裂解气大阀1阀门全开信号发出时触发排油线第一道阀31电磁阀打开，第二道手阀32手动打开。在裂解气大阀1阀门全关信号发出时触发改造线第一道阀31电磁阀关闭，第二道手阀32手动关闭。联锁控制方法为已有技术不再赘述。
61.本实用新型的工作原理：
62.由于裂解气大阀1在开的状态下不存在担心密封不严内漏问题，所以没有必要在阀箱与裂解气管道形成密封压差。在裂解气大阀阀门全开时裂解气夹带油焦从密封缝隙进入箱体x，改造增加排油系统排油线排液打开保持畅通，高低位差形成的推力及吹扫蒸汽的作用能及时的把箱体x里的焦油排入下方的下方裂解气总管，减少裂解气大阀大阀箱体x里面焦油积累。改造的目的在于裂解气大阀阀门全开状态下就靠高低位差形成的推力及吹扫蒸汽的作用持续往底下裂解气总管排液，一般现有技术中的下方裂解气总管在裂解气大阀大阀箱体x 下方位差最低都有4米，同时防焦蒸汽返回线也不会产生积液形成水封。在裂解气大阀阀门全关时，改造增加排油系统排油线关闭后，防焦蒸汽在防焦蒸汽返回线的阻力作用下阀箱与裂解气管道形成密封压差控制，防止了阀箱压力低压裂解气漏进来最后从双闸板阀入口密封泄漏倒流的风险。
63.裂解炉切换大阀是裂解炉关键设备，目前大型裂解炉切换大阀都采用国外进口的双闸板阀，(代表品牌：zimmermann&&jansen、friatec(dgv)，) 公称直径dn1200的裂解气大阀价格在500万元/台左右，国产品牌近年逐步开发有应用，因此本实用新型对研究裂解炉切换大阀的技术改造方便维护非常重要。